内燃机车接地检测电路、装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种内燃机车接地检测电路、装置及方法。本发明专利技术通过采样器从电压传感器获取电压检测信号；通过滤波器对电压检测信号滤波处理，减少了共模干扰；通过处理器获取滤波处理后的电压检测信号的直流分量幅值和交流基波分量幅值，并根据电压检测信号的直流分量幅值和交流基波分量幅值，在正极传输母线、负极传输母线、第一逆电器的三相交流输出端以及第二逆电器的三相交流输出端中，确定接地位置，减少了在内燃机车上增加的元器件数量，从而降低了出现信号干扰的可能，保证了整车的电磁兼容。

Circuit, device and method of grounding detection for diesel locomotives

The invention provides a grounding detection circuit, a device and a method for a diesel locomotive. The present invention obtains voltage signal from the voltage sensor through the sampler; through the filter of voltage detection signal processing, reducing the common mode interference; obtain the voltage detection signal filtered by the processor DC component amplitude and AC amplitude and fundamental component, according to the voltage detection signal amplitude and the DC component of AC current and voltage magnitude, the positive transfer bus, bus transmission, the first negative inverse electrical three-phase AC output and the second output end of the inverse three-phase AC electrical grounding, position determination, reduced the number of increase in diesel engine components, thereby reducing the signal interference, ensure the vehicle's electromagnetic compatibility.

【技术实现步骤摘要】
内燃机车接地检测电路、装置及方法
本专利技术涉及电路检测技术，尤其涉及一种内燃机车接地检测电路、装置及方法。
技术介绍
内燃机车的电气控制部分主要包括整车牵引系统和辅助系统。内燃机车的主发电机通过送电电路将满足预设幅值、频率、相位的交流电传输给整车牵引系统和辅助系统，以实现供电。图1为现有技术中的一种内燃机车电路结构示意图。如图1所示，内燃机车的送电电路包括整流器1、正极传输母线2、负极传输母线3、第一逆电器4、第二逆电器5；主发电机的三相交流输出端连接整流器1的交流输入端，整流器1的直流输出端通过正极传输母线2、负极传输母线3分别与第一逆电器4、第二逆电器5的直流输入端连接，第一逆电器4的三相交流输出端与整车牵引系统连接供电，第二逆电器5的三相交流输出端与辅助系统连接供电。其中，送电电路设置有正(+)、负(-)、地(未画出)三个电位，其中正和负之间电压为主发电机通过整流器1整流后接入正极传输母线2和负极传输母线3的母线电压；地一般是内燃机车的外壳及与外壳相连的大地。在内燃机车正常工作的情况下，正相对地的阻抗以及负相对地的阻抗都是无穷大的。但是，随着部件或者电缆的逐渐老化，以及部件或者电缆在工作过程中振动摩擦的积累，内燃机车存在送电电路接地的隐患，尤其是正极传输母线2、负极传输母线3的接地问题，以及第一逆电器4和第二逆电器5三相交流输出端的接地问题。内燃机车一旦出现送电电路接地，将严重危害行车安全和设备寿命。因此通过对内燃机车的接地情况进行检测，出现接地情况时提供接地保护措施，在内燃机车运行过程中显得尤为重要。现有的内燃机车接地检测装置一般由母线接地检测模块，牵引系统接地检测模块、辅助系统接地检测模块三大部分构成。其中，母线接地检测模块对正极传输母线2和负极传输母线3是否接地进行判断；牵引系统检测模块对与牵引系统连接的第一逆电器4的三相交流输出端是否接地进行判断；辅助系统接地检测模块对与辅助系统连接的第二逆电器5的三相交流输出端是否接地进行判断。为了对内燃机车实现多线路点的接地检测，现有的内燃机车接地检测装置，需要在原有的送电电路上至少增加三个独立的检测模块，增加了送电电路上信号量，容易出现信号相互干扰，难以达到整车电磁兼容的要求。现有的内燃机车接地检测装置的结构复杂。
技术实现思路
本专利技术提供一种内燃机车接地检测电路、装置及方法，减少了在内燃机车上增加的元器件数量，从而降低了出现信号干扰的可能，保证了整车的电磁兼容。根据本专利技术的第一方面，提供一种内燃机车接地检测电路，内燃机车包括主发电机、整流器、正极传输母线、负极传输母线、第一逆电器、第二逆电器、牵引系统以及辅助系统；主发电机的交流输出端与整流器的交流输入端连接，整流器的直流输出端的正极、第一逆电器的直流输入端的正极以及第二逆电器的直流输入端的正极都与正极传输母线连接，整流器的直流输出端的负极、第一逆电器的直流输入端的负极以及第二逆电器的直流输入端的负极都与负极传输母线连接；第一逆电器的三相交流输出端与牵引系统的供电端连接；第二逆电器的三相交流输出端与辅助系统的供电端连接；内燃机车接地检测电路包括：电压传感器以及电阻阻值相同的第一分压电阻、第二分压电阻和检测电阻；正极传输母线、第一分压电阻与第二分压电阻依次串联接地；检测电阻的一端接地，另一端连接负极传输母线；电压传感器的一端接地，另一端连接负极传输母线。根据本专利技术的第二方面，提供一种内燃机车接地检测装置，装置利用本专利技术第一方面的内燃机车接地检测电路进行接地检测；装置包括：采样器，用于从电压传感器获取电压检测信号；滤波器，用于对电压检测信号进行滤波处理，得到滤波处理后的电压检测信号；处理器，用于获取滤波处理后的电压检测信号的直流分量幅值和交流基波分量幅值，并根据电压检测信号的直流分量幅值和交流基波分量幅值，在正极传输母线、负极传输母线、第一逆电器的三相交流输出端以及第二逆电器的三相交流输出端中，确定接地位置。根据本专利技术的第三方面，提供一种内燃机车接地检测方法，方法利用专利技术第一方面的内燃机车接地检测电路进行接地检测；方法包括：从电压传感器获取电压检测信号；对电压检测信号进行滤波处理，得到滤波处理后的电压检测信号；获取滤波处理后的电压检测信号的直流分量幅值和交流基波分量幅值，并根据电压检测信号的直流分量幅值和交流基波分量幅值，在正极传输母线、负极传输母线、第一逆电器的三相交流输出端以及第二逆电器的三相交流输出端中，确定接地位置。本专利技术从电压传感器的输出信号就可以检测到检测电阻上的电压变化，进而根据电压传感器的输出信号，获得内燃机车电路的接地情况。本专利技术结构简单，减少了在内燃机车上增加的元器件数量，降低送电电路上的信号量，降低了出现信号干扰的可能，保证了整车的电磁兼容。本专利技术通过采样器从电压传感器获取电压检测信号；通过滤波器对电压检测信号滤波处理，减少了共模干扰；通过处理器获取滤波处理后的电压检测信号的直流分量幅值和交流基波分量幅值，并根据电压检测信号的直流分量幅值和交流基波分量幅值，在正极传输母线、负极传输母线、第一逆电器的三相交流输出端以及第二逆电器的三相交流输出端中，确定接地位置，减少了在内燃机车上增加的元器件数量，从而降低了出现信号干扰的可能，保证了整车的电磁兼容。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中的一种内燃机车电路结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种内燃机车接地检测电路的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种内燃机车接地检测装置的结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的电压检测信号的滤波前后波形对比示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种波形相位比较示意图；图6为本专利技术实施例提供的一种内燃机车接地检测方法的流程示意图；图7为本专利技术实施例提供的另一种内燃机车接地检测方法的流程示意图；图8为本专利技术提供的一种内燃机车接地检测装置的硬件结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。应当理解，在本申请的各种实施例中，各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。应当理解，在本申请中，“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机车接地检测电路，其特征在于，所述内燃机车包括主发电机、整流器、正极传输母线、负极传输母线、第一逆电器、第二逆电器、牵引系统以及辅助系统；所述主发电机的交流输出端与所述整流器的交流输入端连接，所述整流器的直流输出端的正极、第一逆电器的直流输入端的正极以及第二逆电器的直流输入端的正极都与所述正极传输母线连接，所述整流器的直流输出端的负极、第一逆电器的直流输入端的负极以及第二逆电器的直流输入端的负极都与所述负极传输母线连接；所述第一逆电器的三相交流输出端与所述牵引系统的供电端连接；所述第二逆电器的三相交流输出端与所述辅助系统的供电端连接；所述内燃机车接地检测电路包括：电压传感器以及电阻阻值相同的第一分压电阻、第二分压电阻和检测电阻；所述正极传输母线、第一分压电阻与第二分压电阻依次串联接地；所述检测电阻的一端接地，另一端连接所述负极传输母线；所述电压传感器的一端接地，另一端连接所述负极传输母线。

【技术特征摘要】
1.一种内燃机车接地检测电路，其特征在于，所述内燃机车包括主发电机、整流器、正极传输母线、负极传输母线、第一逆电器、第二逆电器、牵引系统以及辅助系统；所述主发电机的交流输出端与所述整流器的交流输入端连接，所述整流器的直流输出端的正极、第一逆电器的直流输入端的正极以及第二逆电器的直流输入端的正极都与所述正极传输母线连接，所述整流器的直流输出端的负极、第一逆电器的直流输入端的负极以及第二逆电器的直流输入端的负极都与所述负极传输母线连接；所述第一逆电器的三相交流输出端与所述牵引系统的供电端连接；所述第二逆电器的三相交流输出端与所述辅助系统的供电端连接；所述内燃机车接地检测电路包括：电压传感器以及电阻阻值相同的第一分压电阻、第二分压电阻和检测电阻；所述正极传输母线、第一分压电阻与第二分压电阻依次串联接地；所述检测电阻的一端接地，另一端连接所述负极传输母线；所述电压传感器的一端接地，另一端连接所述负极传输母线。2.一种内燃机车接地检测装置，其特征在于，所述装置利用如权利要求1所述的内燃机车接地检测电路进行接地检测；所述装置包括：采样器，用于从所述电压传感器获取电压检测信号；滤波器，用于对所述电压检测信号进行滤波处理，得到滤波处理后的电压检测信号；处理器，用于获取所述滤波处理后的电压检测信号的直流分量幅值和交流基波分量幅值，并根据所述电压检测信号的直流分量幅值和交流基波分量幅值，在所述正极传输母线、负极传输母线、第一逆电器的三相交流输出端以及第二逆电器的三相交流输出端中，确定接地位置。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述处理器具体用于：获取所述滤波处理后的电压检测信号的直流分量幅值和交流基波分量幅值；若确定所述交流基波分量幅值为0，则将所述直流分量幅值与预存储的母线电压值进行比较；在确定所述直流分量幅值大于所述母线电压值的90％时，根据所述母线电压值、直流分量幅值和预设的第一接地阻抗估算模型，获得目标接地阻抗；若所述目标接地阻抗小于预设的接地阻抗阈值，则确定接地位置为所述正极传输母线。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述处理器还用于：在所述确定所述交流基波分量幅值为0，则将所述直流分量幅值与预存储的母线电压值进行比较之后；若确定所述直流分量幅值小于所述母线电压值的10％，则根据所述母线电压值、直流分量幅值和预设的第二接地阻抗估算模型，获得目标接地阻抗；若所述目标接地阻抗小于所述接地阻抗阈值，则确定接地位置为所述负极传输母线。5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述处理器还用于：获取所述滤波处理后的电压检测信号的交流基波分量频率值；以及，在所述获取所述滤波处理后的电压检测信号的直流分量幅值和交流基波分量幅值之后，若确定所述交流基波分量幅值不为0，则获取所述滤波处理后的电压检测信号的波形；若确定所述滤波处理后的电压检测信号的波形为脉冲波形，且所述滤波处理后的电压检测信号满足预设的第一类验证条件，则根据所述母线电压值、所述直流分量幅值和预设的第三接地阻抗估算模型，获得目标接地阻抗；若所述目标接地阻抗小于所述接地阻抗阈值，则在所述第一逆电器的三相交流输出端中确定接地位置；其中，所述滤波处理后的电压检测信号满足预设的第一类验证条件，包括：所述交流基波分量幅值包含于预设的牵引系统交流供电电压值范围内，并且所述交流基波分量频率值与预设的牵引系统供电频率值一致，并且所述直流分量幅值大于所述母线电压值的1/3，且小于所述母线电压值的1/2。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述处理器还用于：在获取所述滤波处理后的电压检测信号的波形之后，若确定所述滤波处理后的电压检测信号的波形为正弦波形，且所述滤波处理后的电压检测信号满足预设的第二类验证条件，则根据所述母线电压值、直流分量幅值和所述第三接地阻抗估算模型，获得目标接地阻抗；若所述目标接地阻抗小于所述接地阻抗阈值，则在所述第二逆电器的三相交流输出端中确定所述接地位置；其中，所述滤波处理后的电压检测信号满足预设的第二类验证条件，包括：所述交流基波分量幅值包含于预设的辅助系统交流供电电压值范围内，并且所述交流基波分量频率值与预设的辅助系统供电频率值一致，并且所述直流分量幅值大于所述母线电压值的1/3，且小于所述母线电压值的1/2。7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述处理器还用于：获取所述滤波处理后的电压检测信号的交流基波分量频率值；以及，在所述获取所述滤波处理后的电压检测信号的直流分量幅值和交流基波分量幅值之后，若确定所述交流基波分量幅值不为0，则获取所述滤波处理后的电压检测信号的波形；若确定所述滤波处理后的电压检测信号的波形为脉冲波形，且所述滤波处理后的电压检测信号满足预设的第一类验证条件，则根据预设的滤波电抗值、预设的滤波电容值、预存储的牵引系统输出电压、所述交流基波分量幅值和预设的第四接地阻抗估算模型，获得目标接地阻抗；若所述目标接地阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：张广远，冀建忠，周越，
申请(专利权)人：中车大连电力牵引研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21